Атмосферное давление и самочуствие людей.

Районная научно - практическая конференция школьников

«Эврика»

Секция физики и аэрокосмонавтики

Атмосферное давление и

самочувствие людей

Мошонкина Валентина

МКОУ Корниловская СОШ

Болотнинского р-на

Новосибирской области

11 класс

Научный руководитель:

Карманова Наталья Григорьевна,

учитель физики и математики

первой квалифицированной категории

Корнилово 2013 г

Оглавление . стр.

1. Введение. 3

2. Основная часть.

1. Что такое атмосферное давление? Из истории изучения 4

атмосферного давления.

1. Интересные факты об атмосферном давлении. 5-6

Что произойдет, если атмосферное давление уменьшится?

1. Атмосферное давление и самочувствие людей. 6-9

2. Результаты моих исследований 10-11

III. Заключение. 12

IV. Литература. 13

V. Приложения. 14-17

I. Введение.

Сообщая по радио о погоде, дикторы в конце обычно сообщают: атмосферное давление 760 мм ртутного столба (или 749, или 754...). Но многие ли понимают, что это значит, и откуда синоптики берут эти данные? О том, как измеряют атмосферное давление, как оно изменяется и влияет ли на человека? Что такое метеочувствительность, и существует ли она? Как влияет изменение атмосферного давления на самочувствие здорового или больного человека? Какое атмосферное давление, низкое или высокое, лучше переносится людьми? Эти вопросы я поставила перед собой, начиная это исследование.

Надо сказать, что эта проблема достаточно изучена, и в интернете можно найти немало статей, посвященных данной теме, и где можно найти ответы на поставленные мной вопросы. Это статьи, описывающие результаты веб-опроса людей по поводу влияния изменений погоды на их самочувствие, статьи, посвященные результатам научных исследований по этому вопросу, а также статьи, посвященные охране труда людей, работа которых связана с изменением атмосферного давления.

Я решила проводить свои исследования не просто на основе опроса людей, а параллельно измеряя артериальное давление, так как у гипертоников давление не всегда высокое, а гипотоников, наоборот, не всегда низкое. Таким образом установить связь между артериальным давлением в данный момент, атмосферным давлением и самочувствием человека. (приложение 1)

Исследования проводились в течение 2 – х месяцев, ( октябрь, ноябрь 2009 г) объектом исследований стали 55 человек; возраст от 13 до 70 лет. В основном это работники школы ( 23 человека) и учащихся 7 – 11 классов (24 человека), а также в исследования были привлечены 8 людей пожилого возраста, это бабушки учащихся школы. (приложение 4).

Наверно моя работа не внесет ничего нового в освещение данной проблемы, но мне было интересно этим заниматься.

II. Основная часть.

1. Что такое атмосферное давление? Из истории изучения атмосферного давления.

[1]      Существование воздуха известно человеку с древнейших времен. Греческий мыслитель Анаксимен, живший в VI веке до н.э., считал воздух основой всех вещей. Вместе с тем воздух представляет собой нечто неуловимое, как бы невещественное — «дух».

     Впервые весомость воздуха привела людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3м. (Приложение 2). Оказалось, что атмосферное давление может уравновесить водяной столб только такой высоты.

Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643г итальянским ученым Торричелли, привели к открытию атмосферного давления. Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760мм. Ученый предположил, что высота столба жидкости уравновешивается давлением воздуха. Зная высоту столба и плотность жидкости, можно определить величину давления атмосферы. (Приложение 3)

[2] Правильность предположения Торричелли была подтверждена в 1648г. опытом Паскаля на горе Пью-де-Дом. Паскаль доказал, что меньший столб воздуха оказывает меньшее давление. Вследствие притяжения Земли и недостаточной скорости молекулы воздуха не могут покинуть околоземное пространство. Однако они не падают на поверхность Земли , а парят над ней, т.к. находятся в непрерывном тепловом движении.

Благодаря тепловому движению и притяжению молекул к Земле их распределение в атмосфере неравномерно. При высоте атмосферы в 2000-3000км 99% ее массы сосредоточено в нижнем ( до 30км ) слое. Воздух, как и другие газы, хорошо сжимаем. Нижние слои атмосферы в результате давления на них верхних слоев имеют большую плотность воздуха.
Нормальное атмосферное давление на уровне моря в среднем составляет 760 мм рт.ст.= 1310 гПа или 1 атм. ( 1 атмосфера)
С высотой давление и плотность воздуха уменьшаются. На небольших высотах каждые 12м подъема уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт.ст. На больших высотах эта закономерность нарушается. Происходит это потому, что высота воздушного столба, оказывающего давление, при подъеме уменьшается. Кроме того, в верхних слоях атмосферы воздух менее плотен.

На среднего по размерам человека со стороны атмосферного давления действует сила давления около 150 000Н. Но мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное давление уравновешивается давлением жидкости внутри нашего организма.

2. Интересные факты об атмосферном давлении. Что произойдет, если атмосферное давление уменьшится?

[1] Давление газов внутри тела будет стремиться ``уравновесится'' с внешним давлением. Очень простая иллюстрация: банки, которые ставят больному. Воздух в них прогревают, отчего плотность газа уменьшается. Банку быстро прикладывают к поверхности, и по мере остывания банки и воздуха в ней тело человека в этом месте затягивается в банку. А представьте такую банку вокруг человека... Но это еще не все. Как известно, человек состоит из воды как минимум на 75 %. Температура кипения воды при атмосферном давлении равна 100 С. Температура кипения сильно зависит от давления: чем ниже давление, тем ниже температура кипения. ...Уже при давлении 0,4 атм. температура кипения воды равна 28,64⁰ С, что значительно ниже температуры тела человека, кровь человека просто закипит. Около 15 лет назад в одном из институтов Академгородка возникла идея попробовать вакуумную сушку мяса. Большой кусок мяса поместили в вакуумную камеру и начали резкую откачку. Кусок просто взорвался. После этого эксперимента было довольно сложно отскребать его результаты от стенок вакуумной камеры.

Как переносит человек различную высоту над уровнем моря? [6] 1-2 км – безопасная, или индифферентная зона, в которой не наблюдается каких либо физиологических изменений в организме. 2-4 км – зона полной компенсации: некоторые нарушения в деятельности сердечно-сосудистой, благодаря мобилизации организма быстро исчезают. 4-5 км – зона неполной компенсации: ухудшение общего самочувствия. 6–8 км – критическая зона: серьезные функциональные изменения жизнедеятельности организма. Более 8 км – смертельная зона: человек может находиться на этой высоте без дыхательного аппарата лишь 3 мин. На высоте 16 км – 9 с после чего наступает смерть.

3.Атмосферное давление и самочувствие людей.

Часто приходится слышать жалобы на плохое самочувствие в связи с изменением погоды и изменением атмосферного давления. Интересно, насколько эти жалобы имеют под собой реальную основу. Я поставила перед собой задачу выяснить, есть ли связь между этими явлениями. Если эта связь существует, то как это связано с артериальным давление человека, а также имеется ли связь с возрастом.

Я не являюсь первопроходцем в этом вопросе. В Интернете можно найти статьи, посвященные этой теме. Так Алексей Мощевикин [4]

опубликовал результаты своих исследований о влиянии атмосферного давления на самочувствие людей в феврале 2004 г, но свои исследования он проводил исключительно на основе опроса людей, посещающих Интернет, опираясь только на субъективные ощущения людей. Вывод, полученный Мощевикиным в результате своего исследования:

Вопреки сложившемуся мнению самочувствие людей мало (или совсем не) зависит от такого метеорологического параметра, как атмосферное давление (по крайней мере в условиях не экстремальных его значений).

.

.

Процентное отношение количества плохо чувствовавших себя людей по отношению к общему количеству в каждой категории

[5] На одном их сайтов интернета имеется статья, посвященная влиянию не только атмосферного давления, но и влажности и температуры воздуха на самочувствие и эти исследования являются, на наш взгляд, более серьезными. Авторы считают, что каждый третий взрослый реагирует на резкие изменения погоды. При этом женщины сталкиваются с этим вдвое чаще, чем мужчины. Людей, ощущающих дискомфорт от колебаний погоды, магнитных бурь, активности Солнца, называют метеолабильными (метеочувствительными). У женщин из-за резких погодных изменений хорошее самочувствие легко может поменяться на плохое. Существует даже наука биометеорология, которая занимается этими вопросами.

В статье народного целителя Николая Ивановича Мазнева [3]

говорится о причинах, которые вызывают ухудшение самочувствия при изменении давления. При понижении давления из-за разницы между атмосферным давлением и давлением внутри организма происходит расширение газов в желудке и кишечнике, которые подпирают диафрагму, затрудняя дыхание, а также вызывают боль в животе. Расширяются сосуды кожи и слизистых оболочек, что приводит к кровотечению из носа. Появляется боль в ушах вследствие выпячивания барабанной перепонки кнаружи, исчезающая после выравнивания давления с обеих сторон; этому способствуют зевание, глотание, создающие условия для сообщения среднего уха через евстахиеву трубу с наружным воздухом. В связи с недостатком кислорода возникают одышка, головокружение,

Пребывание в условиях повышенного атмосферного давления почти ничем не отличается от обычных условий. Лишь при очень высоком давлении отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение минимального кровяного давления. Более редким, но глубоким становится дыхание. Незначительно понижается слух и обоняние, голос становится приглушенным, появляется чувство слегка онемевшего кожного покрова, сухость слизистых оболочек и др. Однако все эти явления относительно легко переносятся.
Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.
При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и [8] углубление дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец. В основе неблагоприятного влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит кислородное голодание. Оно обусловлено тем, что с понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода. В обычных условиях на поверхности земли годовые колебания атмосферного воздуха не превышают 20—30 мм, а суточные составляют 4—5 мм. Здоровые люди переносят их легко и незаметно. Но некоторые больные очень чувствительны даже к таким незначительным изменениям давления. Так, при понижении давления у лиц, страдающих ревматизмом, появляются боли в пораженных суставах, у больных гипертонической болезнью ухудшается самочувствие, наблюдаются приступы стенокардии. У людей с повышенной нервной возбудимостью резкие перемены давления вызывают появление чувства страха, ухудшение настроения и сна.

[7] Надо сказать , что на самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное, т.е. характерное давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия.
Метеочувствительность отмечается у 35-70% больных разными заболеваниями. Так, погоду чувствует каждый второй больной с болезнями сердечно-сосудистой системы . Головная боль, слабость, быстрая утомляемость накануне смены погоды беспокоят почти каждого второго, особенно пожилых людей. Значительные атмосферные изменения могут вызвать перенапряжение и срыв механизмов адаптации. Тогда колебательные процессы в организме - биологические ритмы искажаются, становятся хаотичными.

[8] И так, для здорового человека метеорологические колебания, как правило, не опасны. Тем не менее у людей, которые не чувствуют погоду, реакции на нее все же проявляются, хотя порой и не осознаются. Их необходимо учитывать, например, у водителей транспорта. При резком изменении метеоусловий им становится труднее концентрировать внимание. Отсюда, может возрастать число несчастных случаев. В результате болезней (гриппа, ангины, воспаления легких, заболеваний суставов и др.) или переутомления сопротивляемость и резервы организма снижаются

4. Результаты моих исследований.

Измерения проводились не каждый день, а только в те дни, кода давление заметно изменялось. Результаты измерений артериального давления и опроса заносились в таблицы ( приложение 4,5,6), в которых отмечались возраст, артериальное давление на данный момент, самочувствие ( очень плохое, хуже чем обычно, нормальное, отличное), а также атмосферное давление на данный день. При плохом самочувствии задавался вопрос, связано ли это с изменением погоды или с другими причинами.

В нашей местности самое распространенное атмосферное давление – около 740 мм.рт.ст. Более высокое давление бывает редко, поэтому давление

750 мм.рт.ст. я считаю как повышенное,( 760 мм. бывает очень редко) а 730 мм.рт.ст.-как пониженное.

Исследования показали, большая часть обследованных чувствует себя нормально при разных атмосферных давлениях независимо от артериального давления Что можно пронаблюдать в следующей таблице и на диаграмме.

Возраст	Низкое атмосферное давление	Нормальное атмосферное давление	Высокое атмосферное давление
Взрослые.	59%	77%	72%
Дети.	83%	96%	87%

Рассматривая данные, можно сделать вывод, молодое поколение чувствует себя лучше при любом атмосферном давлении, что и следовало ожидать, так молодой организм меньше обременен болезнями, чем взрослый. Однако, видно, что при пониженном давлении самочувствие и взрослых и детей несколько хуже, чем при нормальном и повышенном. А также видно, что при нормальном давлении самочувствие всех немного лучше: у детей оно приближается к 100%, а у взрослых к 80%, что соответствует выводам в статье Николая Мазнева.

Что касается реакции на изменения атмосферного давления (погоды), то 63,6% опрошенных ответили, что это сказывается на самочувствии, из которых абсолютное большинство имеют проблемы с артериальным давлением. Причем гипертоники считают, что лучше чувствуют себя при высоком атмосферном давлении, а гипотоники- при низком.

Рассмотрим самочувствие гипертоников и гипотоников при различных атмосферных давлениях.

	Низкое атмосферное давление	Нормальное атмосферное давление	Высокое атмосферное давление
Гипертоники.	50%	60%	87%
Гипотоники.	98% ?	100%	80%?
Здоровые.	87%	95%	87%

Здесь под гипертониками и гипотониками подразумеваются люди, у которых на данный день давление было повышенное или пониженное, а здоровые- с нормальным давлением.

Анализируя диаграмму, можно сказать, что более всего проблем с самочувствием имеют гипертоники. Но, наверно, причиной тому является не только погода, но и проблемы со здоровьем вообще, т.к. и при нормальном атмосферном давлении их самочувствие не очень хорошее. Что касается гипотоников, то полученные результаты кажутся мне сомнительными, т.к. среди обследованных их было очень мало.

III. Заключение.

Анализируя выше сказанное, можно сделать следующие выводы. Некоторая метеочувствительность людей существует, причем ей в большей степени подвержены люди, имеющие какие-то заболевания, в частности проблемы с артериальным давлением. Но мы видим, что и люди с нормальным артериальным давлением также чувствительны к изменениям атмосферного давления. Хуже переносится понижение давления, но и при повышенном давлении имеется некоторое ухудшение самочувствия. Проявления метеочувствительности зависят от исходного состояния организма, возраста, наличия какого-либо заболевания и его характера, микроклимата, в котором живет человек, и степени его акклиматизации к нему. Метеочувствительность чаще отмечается у людей, мало бывающих на свежем воздухе, занятых сидячим, умственным трудом, не занимающихся физкультурой. Для здорового человека метеорологические колебания, как правило, не опасны. . Чаще метеочувствительность наблюдается у лиц со слабым (меланхолики) и сильным неуравновешенным (холерики) типом нервной системы. У людей сильного уравновешенного типа (сангвиники) метеочувствительность проявляется лишь при ослаблении организма. Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно. При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, а следовательно и резких перепадов атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку.

Я считаю, что результаты моего исследования согласуются с результатами исследований, описанных в статьях, упомянутых мною выше.

Литература.

1. Е.К. Кирьянова. «Атмосферное давление». Интернет. Фестиваль педагогических идей.

2. Атмосферное давление. Из истории открытия. Интернет. www.townsketch.

3. Н.И. Мазнев. Влияние окружающей среды. Давление воздуха и состояние организма. Интернет. www.maznev.ru

4. Алексей Мощевикин. Связь давления с самочувствием. Итоги веб- тестирования. Интернет. thermo.karelia.ru/projects/p_health_results.

5. Атмосферное давление, ветер, солнце, давление, влажность. Интернет www.propogodu.ru/2/491/

6.Атмосферное давление. Охрана труда. Интернет . www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/080/242.htm

7. Метеочувствительность и болезни, связанные с атмосферным давлением. Интернет. humbio.ru/Humbio/prof_d/00008499.htm

8. Влияние атмосферного давления на самочувствие человека. Интернет.

www.baroma.ru/atmdav.html

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение -5. Образцы таблиц с данными измерений и опроса.

18